Ai fini del presente articolo, si considererà che i processi dell'industria della lavorazione del legno inizino con il ricevimento del legname convertito dalla segheria e proseguano fino alla spedizione di un articolo o prodotto in legno finito. Le fasi precedenti nella manipolazione del legno sono trattate nei capitoli Silvicoltura e Industria del legname.

L'industria della lavorazione del legno produce mobili e una varietà di materiali da costruzione, che vanno dai pavimenti in compensato alle scandole. Questo articolo copre le fasi principali della lavorazione del legno per la produzione di prodotti in legno, che sono la lavorazione a macchina di legno naturale o pannelli lavorati, l'assemblaggio di parti lavorate e la finitura superficiale (ad es. Verniciatura, colorazione, laccatura, impiallacciatura e così via) . La figura 1 è un diagramma di flusso per la produzione di mobili in legno, che copre quasi l'intera gamma di questi processi.

Figura 1. Diagramma di flusso per la produzione di mobili in legno

Asciugatura. Alcuni stabilimenti di produzione di mobili possono acquistare legname essiccato, ma altri eseguono l'essiccazione in loco utilizzando un essiccatoio o un forno, alimentato da una caldaia. Di solito i rifiuti di legno sono il combustibile.

lavorazione. Una volta che il legname è essiccato, viene segato e altrimenti lavorato nella forma della parte finale del mobile, come la gamba di un tavolo. In un impianto normale, il ceppo di legno passa dalla pialla sbozzata, alla troncatrice, alla sega circolare, alla pialla rifinitrice, alla scorniciatrice, al tornio, alla sega da banco, alla sega a nastro, alla fresatrice, alla stozzatrice, alla foratrice e cavatrice, a intagliare e poi a una varietà di levigatrici.

Il legno può essere intagliato/lavorato a mano con una varietà di utensili manuali, tra cui scalpelli, raspe, lime, seghe a mano, carta vetrata e simili.

In molti casi, la progettazione di mobili richiede la piegatura di alcune parti in legno. Ciò si verifica dopo il processo di piallatura e di solito comporta l'applicazione di pressione in combinazione con un agente ammorbidente, come l'acqua, e una maggiore pressione atmosferica. Dopo la piegatura nella forma desiderata, il pezzo viene asciugato per rimuovere l'umidità in eccesso.

Assemblea. I mobili in legno possono essere rifiniti e poi assemblati o viceversa. I mobili realizzati con componenti di forma irregolare vengono solitamente assemblati e poi rifiniti.

Il processo di assemblaggio di solito prevede l'uso di adesivi (sintetici o naturali) in combinazione con altri metodi di giunzione, come l'inchiodatura, seguita dall'applicazione di impiallacciature. Le impiallacciature acquistate vengono tagliate per correggere dimensioni e motivi e incollate al truciolato acquistato.

Dopo il montaggio, la parte del mobile viene esaminata per garantire una superficie liscia per la finitura.

Prefinitura. Dopo la carteggiatura iniziale, si ottiene una superficie ancora più liscia spruzzando, spugnando o immergendo la parte del mobile con acqua per far gonfiare e “sollevare” le fibre del legno. Dopo che la superficie si è asciugata, viene applicata una soluzione di colla o resina e lasciata asciugare. Le fibre sollevate vengono quindi levigate per formare una superficie liscia.

Se il legno contiene colofonia, che può interferire con l'efficacia di alcune finiture, può essere derosinato applicando una miscela di acetone e ammoniaca. Il legno viene quindi sbiancato spruzzando, spugnando o immergendo il legno in un agente sbiancante come il perossido di idrogeno.

Finitura superficiale. La finitura superficiale può comportare l'uso di una grande varietà di rivestimenti. Questi rivestimenti vengono applicati dopo che il prodotto è stato assemblato o in un'operazione di linea piatta prima dell'assemblaggio. I rivestimenti possono normalmente includere riempitivi, coloranti, smalti, sigillanti, lacche, pitture, vernici e altre finiture. I rivestimenti possono essere applicati a spruzzo, pennello, tampone, immersione, rullo o macchina flow-coating.

I rivestimenti possono essere sia a base solvente che a base acqua. Le vernici possono contenere un'ampia varietà di pigmenti, a seconda del colore desiderato.

Pericoli e precauzioni

Sicurezza di lavorazione

La produzione della lavorazione del legno presenta molti dei rischi per la sicurezza e la salute che sono comuni all'industria in generale, con una percentuale molto maggiore di apparecchiature e operazioni estremamente pericolose rispetto alla maggior parte. Di conseguenza, la sicurezza richiede un'attenzione costante alle abitudini di lavoro sicure da parte dei dipendenti, una supervisione vigile e il mantenimento di un ambiente di lavoro sicuro da parte dei datori di lavoro.

Sebbene in molti casi i macchinari e le attrezzature per la lavorazione del legno possano essere acquistati senza le necessarie protezioni e altri dispositivi di sicurezza, è responsabilità della direzione fornire adeguate salvaguardie prima che tali macchinari e attrezzature vengano utilizzati. Vedi anche gli articoli “Fresatrici” e “Piallatrici per legno”.

Macchine segatrici. I dipendenti devono essere informati delle pratiche operative sicure necessarie per l'uso corretto delle varie seghe per la lavorazione del legno (vedere figura 2 e figura 3).

Figura 2. Sega a nastro

Figura 3. Sega circolare

Le linee guida specifiche sono le seguenti:

1. Quando si alimenta una sega circolare, le mani devono essere tenute fuori dalla linea di taglio. Nessuna guardia può impedire alla mano di una persona di seguire il calcio nella sega. Quando si esegue il ritaglio con il calibro di guida vicino alla sega, è necessario utilizzare uno spintore o una maschera adatta per completare il taglio. Vedi figura 4.

Figura 4. Spingere i bastoncini

2. La lama della sega deve essere posizionata in modo da minimizzare la sua sporgenza sopra il pezzo; più bassa è la lama, minore è la possibilità di contraccolpi. È buona norma distinguersi dalla linea del calcio che viene strappato. Si consiglia un grembiule di pelle pesante o altra protezione per l'addome.

3. Il taglio a mano libera è sempre pericoloso. Il calcio deve sempre essere tenuto contro un calibro o una recinzione. Vedi figura 3.

4. La sega deve essere adeguata al lavoro. Ad esempio, è una pratica pericolosa strappare con una sega circolare non dotata di un dispositivo anti-contraccolpo. Si consigliano grembiuli contraccolpo.

5. La pratica pericolosa di rimuovere una protezione del cofano a causa dello spazio ristretto sul lato del calibro può essere evitata fissando un pannello di riempimento al tavolo tra il calibro e la sega e utilizzandolo per guidare il calcio. Ai dipendenti non deve mai essere permesso di aggirare le guardie. Laddove non è possibile utilizzare le protezioni standard, devono essere forniti pettini, tavolette di piume (vedere figura 5) o maschere adeguate.

Figura 5. Piume e pettini

6. Il taglio trasversale di tavole lunghe su una sega da banco dovrebbe essere evitato perché l'operatore deve esercitare una notevole pressione della mano vicino alla lama della sega. Inoltre, le assi che si estendono oltre il tavolo possono essere colpite da persone o camion. Il pezzo lungo deve essere tagliato trasversalmente su una sega oscillante o su una sega a braccio radiale con un banco di supporto adeguato.

7. I lavori che dovrebbero essere eseguiti su macchine speciali ad alimentazione elettrica non dovrebbero essere eseguiti su macchine ad alimentazione manuale per uso generico.

8. Per impostare il calibro di una sega da tavolo senza togliere le protezioni, un segno indelebile deve indicare la linea di taglio sul piano del tavolo.

9. È considerata pratica sicura arrestare completamente l'attrezzatura prima di regolare le lame o le guide e scollegare la fonte di alimentazione durante la sostituzione delle lame.

10. Utilizzare una spazzola o un bastoncino per pulire segatura e rottami da una sega.

Una sega da banco è anche chiamata sega di varietà perché può eseguire un'ampia varietà di funzioni di segatura. Per questo motivo l'operatore dovrebbe avere una varietà di protezioni, perché nessuna protezione può proteggere da ogni funzione. Vedi figura 3.

Macchine da taglio. Anche le macchine da taglio possono essere pericolose se non adeguatamente custodite e utilizzate sempre con rispetto e attenzione. Gli utensili da taglio devono essere mantenuti ben affilati e correttamente bilanciati sui loro mandrini.

La fresatrice mostrata in figura 6 è dotata di un paraspazzola. Altri router possono avere una protezione ad anello, una protezione rotonda che circonda la punta del router. Lo scopo delle protezioni è di tenere le mani lontane dalla punta da taglio. I router a controllo numerico computerizzato (CNC) possono avere diversi bit e sono macchine ad alta produzione. Sulle macchine a controllo numerico le mani dell'operatore sono tenute più lontane dall'area della punta. Tuttavia, un altro problema è l'elevata quantità di polvere di legno. Vedi anche l'articolo “Frontatrici”.

Figura 6. Router

La protezione su una giuntatrice o una piallatrice a filo serve principalmente a tenere le mani dell'operatore lontane dai coltelli rotanti. La protezione tipo “braciola di montone” permette di esporre solo la parte dei coltelli che tagliano il calcio (vedi figura 7). Anche la parte esposta dei coltelli dietro la recinzione dovrebbe essere protetta.

Figura 7. Giunto

La sagomatrice è una macchina potenzialmente molto pericolosa (vedi figura 8). Se i coltelli sagomatori si separano dai collari sopra e sotto il pergolato, possono essere lanciati con grande forza. Inoltre, spesso il calcio deve essere tenuto vicino ai coltelli. Questa presa deve essere effettuata con un dispositivo invece che con le mani dell'operatore. I Featherboard possono essere usati per tenere il calcio contro il tavolo. Le protezioni per anelli o piattini dovrebbero essere utilizzate quando possibile. Una protezione per piattino è un disco di plastica rotondo, piatto, montato orizzontalmente sul pergolato sopra i coltelli sagomatori.

Figura 8. Modellatore

Un tornio dovrebbe essere protetto da una protezione del cofano perché c'è il pericolo che il pezzo venga lanciato dalla macchina. Vedere la figura 9. È buona norma che la cappa sia interbloccata con il motore in modo che il tornio non possa essere avviato se la protezione della cappa non è in posizione.

Figura 9. Tornio

Una sega circolare dovrebbe avere le dita anti-contraccolpo installate per evitare che il calcio inverta la sua direzione e colpisca l'operatore. Vedere la figura 10. Inoltre, l'operatore deve indossare un grembiule imbottito per ridurre l'impatto in caso di contraccolpo.

Figura 10. Sega a nastro

Poiché la lama della sega a braccio radiale può essere inclinata lateralmente, è necessario utilizzare una protezione che non si trovi all'interno della lama. Vedere la figura 11.

Figura 11. Sega a braccio radiale

Levigatrici. I pezzi lavorati vengono levigati utilizzando levigatrici a nastro, jitterbug, a disco, a tamburo o orbitali. I punti di contatto vengono creati nei nastri abrasivi. Vedere la figura 12. Spesso questi punti di pressione possono essere protetti con una cappa che farà anche parte di un sistema di scarico della polvere.

Figura 12. Levigatrice

Protezione della macchina. La figura 13 illustra che l'apertura tra una protezione e il punto di contatto deve essere ridotta al diminuire della distanza.

Figura 13. Distanza tra protezione e punto di operazione

Preoccupazioni varie per la sicurezza della macchina. Bisogna fare attenzione che l'uso di dispositivi di bloccaggio/tenuta del calcio non crei ulteriori pericoli.

La maggior parte delle macchine per la lavorazione del legno crea la necessità per l'operatore (e l'aiutante) di indossare una protezione per gli occhi.

È pratica comune per i dipendenti soffiarsi via la polvere con aria compressa. Devono essere avvertiti di mantenere la pressione dell'aria al di sotto di 30 psi e di evitare di soffiare negli occhi o di tagliare.

Rischi da polvere di legno

Le macchine che producono polvere di legno devono essere dotate di sistemi di raccolta della polvere. Se il sistema di scarico è inadeguato per smaltire la polvere di legno, l'operatore potrebbe aver bisogno di indossare un respiratore antipolvere. L'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) ha ora stabilito che "ci sono prove sufficienti per la cancerogenicità della polvere di legno nell'uomo" e che "la polvere di legno è cancerogena per l'uomo (gruppo 1)". Altri studi indicano che la polvere di legno può risultare irritante per le mucose degli occhi, del naso e della gola. Alcuni legni tossici sono più attivamente patogeni e possono produrre reazioni allergiche e occasionalmente disturbi polmonari e avvelenamento sistemico. Vedi tabella 1.

Tabella 1. Varietà di legno velenose, allergeniche e biologicamente attive

Fonte: Istituto del Legno, Firenze, Italia.

L'aumento dell'uso di macchinari CNC ad alta produzione come fresatrici, tenonatrici e torni crea più polvere di legno e richiederà una nuova tecnologia di raccolta della polvere.

Controllo della polvere. La maggior parte della polvere in un'officina di lavorazione del legno viene rimossa dai sistemi di scarico locali. Tuttavia, spesso c'è un notevole accumulo di polvere molto fine che si è depositata su travi e altri elementi strutturali, specialmente nelle aree in cui viene eseguita la carteggiatura. Questa è una situazione pericolosa, con un grande potenziale di incendio ed esplosione. Un lampo su superfici ricoperte di polvere può essere seguito da esplosioni di forza crescente. Per ridurre al minimo questa probabilità, sarebbe opportuno utilizzare una lista di controllo. Vedere l'elenco di controllo di esempio nella casella.

Rischi di montaggio

Un'ampia gamma di adesivi viene utilizzata per l'incollaggio dei piallacci ai pannelli prefabbricati, a seconda delle caratteristiche richieste al prodotto finale. A parte la colla di caseina, gli adesivi naturali sono meno diffusi e il maggior uso è fatto di adesivi sintetici come l'urea-formaldeide. Gli adesivi sintetici possono rappresentare un rischio di malattie della pelle o intossicazione sistemica, in particolare quelli che rilasciano formaldeide libera o solventi organici nell'atmosfera. Gli adesivi devono essere maneggiati in locali ben ventilati e le fonti di emissione di vapore devono essere dotate di ventilazione di scarico. I dipendenti devono essere forniti di guanti, creme protettive, respiratori e protezione per gli occhi quando necessario.

Le parti mobili, in particolare le lame, delle macchine per il taglio, la giunzione e l'aggraffatura dell'impiallacciatura devono essere completamente protette. Potrebbero essere necessari comandi a due mani.

Rischi di finitura

Finitura superficiale. I solventi utilizzati per trasportare i pigmenti spruzzati o per diluire possono includere un'ampia varietà di composti organici volatili che possono raggiungere concentrazioni tossiche ed esplosive nell'aria. Inoltre, molti pigmenti sono tossici per inalazione di nebulizzazione (ad es. pigmenti di piombo, manganese e cadmio). Ovunque possano verificarsi concentrazioni pericolose di vapori o nebbie, utilizzare la ventilazione di scarico (ad es. verniciatura a spruzzo in una cabina) o utilizzare spruzzi d'acqua. Tutte le fonti di ignizione, inclusi fuochi, apparecchiature elettriche ed elettricità statica, devono essere eliminate prima iniziano tutte le operazioni.

Dovrebbe essere in atto un programma attivo di comunicazione sui materiali pericolosi per avvisare i dipendenti di tutti i pericoli creati da prodotti chimici di finitura, colla e solventi tossici, reattivi, corrosivi e/o infiammabili e delle misure protettive che dovrebbero essere prese. Dovrebbe essere vietato mangiare in presenza di queste sostanze chimiche. È indispensabile un corretto stoccaggio dei materiali infiammabili e il corretto smaltimento degli stracci sporchi e della lana d'acciaio che potrebbero causare un'accensione spontanea.

Prevenzione incendi. In considerazione della natura altamente infiammabile del legno (soprattutto sotto forma di polvere e trucioli) e degli altri elementi presenti in un impianto di lavorazione del legno (come solventi, colle e rivestimenti), l'importanza delle misure di prevenzione incendi non può essere sottovalutata. Le misure includono:

• installazione di impianti automatici di raccolta della polvere di legno e dei trucioli su seghe, piallatrici, scorniciatrici e quant'altro, che trasportano i rifiuti nei silos di stoccaggio in attesa dello smaltimento o del recupero

• vietare il fumo sul posto di lavoro ed eliminare tutte le fonti di ignizione (p. es., fiamme libere)

• assicurando regolari procedure di pulizia da polveri e trucioli depositati

• un'adeguata manutenzione delle macchine per prevenire eventi come il surriscaldamento dei cuscinetti

• installazione di barriere tagliafuoco, sistemi sprinkler, estintori, manichette antincendio e personale addestrato all'uso di tali attrezzature

• corretta conservazione delle sostanze infiammabili

• apparecchiature elettriche antideflagranti ove necessario.

Preoccupazioni per l'ambiente e la salute pubblica

La produzione di prodotti finiti dal legno può essere effettuata senza danni ambientali a lungo raggio. La raccolta degli alberi può essere effettuata in modo tale che una nuova crescita possa sostituire ciò che è stato tagliato. La deforestazione più consistente, come quella avvenuta nelle foreste pluviali, può essere scoraggiata. I prodotti di scarto della lavorazione del legno (ad es. segatura, trucioli di legno) possono essere utilizzati come trucioli o come combustibile.

Mentre ci sono implicazioni per i rifiuti solidi e le acque reflue di processo per l'industria della lavorazione del legno, le maggiori preoccupazioni sono le emissioni atmosferiche derivanti dall'uso del legno di scarto come combustibile e da operazioni di finitura ad alta intensità di solventi. Le caldaie a legna sono comunemente utilizzate nelle operazioni di essiccazione, mentre molti dei materiali di finitura vengono applicati a spruzzo. In entrambi i casi, sono necessari controlli tecnici per ridurre le particelle disperse nell'aria e recuperare e/o incenerire i composti volatili.

I controlli dovrebbero comportare l'esposizione degli operatori a sostanze chimiche meno tossiche poiché si trovano sostituti meno pericolosi. L'uso di finiture a base d'acqua anziché a base di solvente ridurrà i rischi di incendio.

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